高考物理二輪復(fù)習(xí)專項(xiàng)訓(xùn)練模型85 核反應(yīng)和核能模型（原卷版）

模型85核反應(yīng)和核能模型1.（2023高考全國(guó)甲卷）在下列兩個(gè)核反應(yīng)方程中X+SKIPIF1<0N→Y+SKIPIF1<0OY+SKIPIF1<0Li→2XX和Y代表兩種不同的原子核，以Z和A分別表示X的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，則A.Z=1，A=1，B.Z=1，A=2，C.Z=2，A=3，D.Z=2，A=4，2.（2023高考全國(guó)乙卷）2022年10月，全球眾多天文設(shè)施觀測(cè)到迄今最亮伽馬射線暴，其中我國(guó)的“慧眼”衛(wèi)星、“極目”空間望遠(yuǎn)鏡等裝置在該事件觀測(cè)中作出重要貢獻(xiàn)。由觀測(cè)結(jié)果推斷，該伽馬射線暴在1分鐘內(nèi)釋放的能量量級(jí)為SKIPIF1<0。假設(shè)釋放的能量來自于物質(zhì)質(zhì)量的減少，則每秒鐘平均減少的質(zhì)量量級(jí)為（光速為SKIPIF1<0）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<03.（2023高考湖南卷）2023年4月13日，中國(guó)“人造太陽(yáng)”反應(yīng)堆中科院環(huán)流器裝置（EAST）創(chuàng)下新紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模等離子體運(yùn)行，為可控核聚變的最終實(shí)現(xiàn)又向前邁出了重要的一步，下列關(guān)于核反應(yīng)的說法正確的是（）A.相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多B.氘氚核聚變的核反應(yīng)方程為SKIPIF1<0C.核聚變的核反應(yīng)燃料主要是鈾235D.核聚變反應(yīng)過程中沒有質(zhì)量虧損4.（2022天津?qū)W業(yè)水平選擇性考試）從夸父逐日到羲和探日，中華民族對(duì)太陽(yáng)求知探索從未停歇。2021年10月，我國(guó)第一顆太陽(yáng)探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號(hào)”順利升空。太陽(yáng)的能量由核反應(yīng)提供，其中一種反應(yīng)序列包含核反應(yīng)：SKIPIF1<0，下列說法正確的是（）A.X是中子 B.該反應(yīng)有質(zhì)量虧損C.SKIPIF1<0比SKIPIF1<0的質(zhì)子數(shù)多 D.該反應(yīng)是裂變反應(yīng)5．（2023高考北京卷）下列核反應(yīng)方程中括號(hào)內(nèi)的粒子為中子的是（）A．SKIPIF1<0B．SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0D．SKIPIF1<06．（2023廣東卷）理論認(rèn)為，大質(zhì)量恒星塌縮成黑洞的過程，受核反應(yīng)SKIPIF1<0的影響．下列說法正確的是（）A．Y是SKIPIF1<0粒子，SKIPIF1<0射線穿透能力比SKIPIF1<0射線強(qiáng)B．Y是SKIPIF1<0粒子，SKIPIF1<0射線電離能力比SKIPIF1<0射線強(qiáng)C．Y是SKIPIF1<0粒子，SKIPIF1<0射線穿透能力比SKIPIF1<0射線強(qiáng)D．Y是SKIPIF1<0粒子，SKIPIF1<0射線電離能力比SKIPIF1<0射線強(qiáng)7.（2023天津卷）關(guān)于太陽(yáng)上進(jìn)行的核聚變，下列說法正確的是（）A.核聚變需要在高溫下進(jìn)行 B.核聚變中電荷不守恒C.太陽(yáng)質(zhì)量不變 D.太陽(yáng)核反應(yīng)方程式：SKIPIF1<0最新模擬題1.（2024南京六校聯(lián)合體調(diào)研）月球夜晚溫度低至－180℃，“玉兔二號(hào)”月球車攜帶的放射性同位素钚238（SKIPIF1<0）會(huì)不斷發(fā)生SKIPIF1<0衰變SKIPIF1<0，釋放能量為儀器設(shè)備供熱。SKIPIF1<0可以通過以下反應(yīng)過程得到，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，下列說法正確的是（）A.k＝1 B.X為電子C.SKIPIF1<0為輕核聚變 D.SKIPIF1<0的比結(jié)合能比SKIPIF1<0的比結(jié)合能大2.（2024江蘇南通期初考試）日本福島核電站泄漏事故再升級(jí)，日本政府準(zhǔn)備將大量受污染的核廢水直接排入大海，遭到了來自日本國(guó)內(nèi)乃至全世界人民的反對(duì)。核廢水中含有大量無法中和的放射性氚，氚能通過β衰變放射出β射線，半衰期大約12.5年，氚同時(shí)也是輕核聚變的重要原料，一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核時(shí)，同時(shí)放出一個(gè)中子，輻射出一個(gè)γ光子。下列說法正確的是A.氚發(fā)生β衰變時(shí)，β射線來自原子核外的電子電離而產(chǎn)生B.20個(gè)氚核發(fā)生β衰變，經(jīng)過25年，還有5個(gè)氚核未發(fā)生衰變C.SKIPIF1<0H+SKIPIF1<0HSKIPIF1<0He+SKIPIF1<0n+γ屬于輕核聚變反應(yīng)D.SKIPIF1<0He和SKIPIF1<0n的結(jié)合能之和大于SKIPIF1<0H和SKIPIF1<0H的結(jié)合能之和3.（6分）(2023山東聊城期末)原子核的人工轉(zhuǎn)變是通過高速粒子轟擊某些元素的原子核并生成新的原子核，它是人們研究原子核組成的重要手段。用粒子加速器加速后的質(zhì)子（SKIPIF1<0）轟擊靜止的鋰（SKIPIF1<0）原子核，可以生成兩個(gè)α粒子（SKIPIF1<0）。已知質(zhì)子質(zhì)量為1.007825u，鋰原子核的質(zhì)量為7.016004u，α粒子的質(zhì)量為4.002603u，lu相當(dāng)于931MeV。（1）寫出該核反應(yīng)的反應(yīng)方程式；（2）求該核反應(yīng)釋放的核能（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。4．（18分）（2023年7月遼寧部分重點(diǎn)高中期末聯(lián)考）用中子轟擊鋰核（SKIPIF1<0Li）發(fā)生核反應(yīng)，生成氚核和粒子，并釋放出核能。已知中子、氚核、粒子、鋰核的質(zhì)量分別是mn1.0087u，mH3.0160u，mα=4.0026u，mLi6.0151u，質(zhì)量虧損1u釋放的核能為931.5MeV。（1）請(qǐng)寫出核反應(yīng)方程；（2）設(shè)放出的能量全部由質(zhì)量虧損獲得，試求釋放的核能；（結(jié)果保留一位小數(shù)）（3）若反應(yīng)前中子以0.3MeV的動(dòng)能和鋰核正碰，且碰撞前二者具有等大反向的動(dòng)量，核反應(yīng)中放出的核能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，求反應(yīng)后生成的粒子和氚核的動(dòng)能。（結(jié)果保留兩位小數(shù)）5.(2023北京二中期末)1934年至1938年，科學(xué)家曾先后用中子轟擊軸235（SKIPIF1<0）原子核，鈾核分裂時(shí)釋放出核能，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)新的中子（SKIPIF1<0），這些中子又會(huì)轟擊其他鈾核……于是就導(dǎo)致一系列鈾核持續(xù)裂變，并釋放出大量核能。這就是裂變中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。實(shí)際上，中子的速度不能太快，否則會(huì)與軸235“擦肩而過”，鈾核不能“捉”住它，不能發(fā)生核裂變。實(shí)驗(yàn)證明，速度與熱運(yùn)動(dòng)速度相當(dāng)?shù)闹凶幼钸m于引發(fā)核裂變。這樣的中子就是“熱中子”，或稱慢中子。但是，核裂變產(chǎn)生的是速度很大的快中子，因此，還要設(shè)法使快中子減速，為此，在鈾核周圍要放“慢化劑”，快中子跟慢化劑中的原子核碰撞后，中子速度減少，變?yōu)槁凶印＜僭O(shè)中子與慢化劑中的原子核發(fā)生的碰撞為彈性正碰，且碰撞前慢化劑中的原子核是靜止的，那么下列物質(zhì)中最適合做慢化劑的是（）A.電子（SKIPIF1<0） B.鈾原子（SKIPIF1<0）C.鉛原子（SKIPIF1<0） D.碳原子（SKIPIF1<0）6.(2023浙江紹興期末)在核電站的核反應(yīng)堆里面，某次核反應(yīng)過程中生成的“快中子”質(zhì)量為SKIPIF1<0、動(dòng)能為SKIPIF1<0，該中子和質(zhì)量為m的靜止原子發(fā)生正彈性碰撞，設(shè)中子損失的動(dòng)能為SKIPIF1<0，（1）若某個(gè)“快中子”在運(yùn)動(dòng)過程中和1個(gè)靜止碳原子發(fā)生正碰，試判斷該中子碰撞后的速度方向是和初速度方向相同、相反還是不在同一條直線上。（2）求比值SKIPIF1<0的大?。ㄓ妙}中字母表示）；（3）“快中子”和與“慢化劑”的原子核發(fā)生碰撞，變?yōu)椤奥凶印?。若剛開始時(shí)某“快中子”的動(dòng)能為1MeV，發(fā)生碰撞的是常用的減速劑氘，質(zhì)量為2SKIPIF1<0，設(shè)每次發(fā)生碰撞的氘原子初速都為零，經(jīng)過n次正碰，該“快中子”的動(dòng)能減少到“慢中子”的動(dòng)能附近（約為0.025eV），求：n的數(shù)值（SKIPIF1<07．（2023年7月河南新鄉(xiāng)高二期末）太陽(yáng)內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個(gè)質(zhì)子（SKIPIF1<0）聚變?yōu)?個(gè)氦核（SKIPIF1<0）的熱核反應(yīng)，這個(gè)核反應(yīng)釋放出大量核能。已知質(zhì)子、氦核的質(zhì)量分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，下列說法正確的是（）A．該核反應(yīng)中會(huì)生成中子（SKIPIF1<0） B．該核反應(yīng)中會(huì)生成電子（SKIPIF1<0）C．該核反應(yīng)中質(zhì)量虧損小于SKIPIF1<0 D．該核反應(yīng)方程是SKIPIF1<08.（2023年7月浙江紹興期末）一座大型核電站用加壓水核反應(yīng)堆提供動(dòng)力，反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱功率為3400MW，發(fā)電站能夠產(chǎn)生1100MW的電能。所用燃料是SKIPIF1<0的氧化鈾形式的鈾棒，分別放置在SKIPIF1<0根燃料棒中，其中鈾含量是濃縮到3%的鈾235。如果每個(gè)鈾235的質(zhì)量為SKIPIF1<0，一個(gè)鈾235核裂變按釋放能量200MeV估算，下列說法正確的是（）A.該電站每天發(fā)生裂變的鈾235質(zhì)量約為3.6kgB.核裂變反應(yīng)中釋放了大量能量，反應(yīng)后產(chǎn)物的比結(jié)合能減小C.該反應(yīng)又稱為熱核反應(yīng)D.反應(yīng)堆中的鎘棒可以將“快中子”變成“慢中子”，從而控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度。9.（2023山東泰安高二期末）下列核反應(yīng)方程及其類型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，正確的是（）A.SKIPIF1<0屬于β衰變B.SKIPIF1<0屬于核聚變C.鈾核裂變的一種核反應(yīng)方程SKIPIF1<0D.SKIPIF1<0屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變，X表示質(zhì)子10.（2023年7月河南洛陽(yáng)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟期末）(10分)1932年查德威克用α粒子去轟擊鈹核()Be)發(fā)現(xiàn)了中子(并產(chǎn)生一個(gè)碳核)，已知這一核反應(yīng)每發(fā)生一次釋放的核能為△E，真空中的光速為c。(1)寫出核反應(yīng)方程并計(jì)算出反應(yīng)中的質(zhì)量虧損△m；(2)若α粒子以速度v?轟擊靜止的鈹核(VBe)，反應(yīng)生成的碳核和中子同方向運(yùn)動(dòng)，且動(dòng)量之比為1：5，求生成的碳核的速度大小v。11.（2023年7月浙江紹興期末）在核電站的核反應(yīng)堆里面，某次核反應(yīng)過程中生成的“快中子”質(zhì)量為SKIPIF1<0、動(dòng)能為SKIPIF1<0，該中子和質(zhì)量為m的靜止原子發(fā)生正彈性碰撞，設(shè)中子損失的動(dòng)能為SKIPIF1<0，（1）若某個(gè)“快中子”在運(yùn)動(dòng)過程中和1個(gè)靜止碳原子發(fā)生正碰，試判斷該中子碰撞后的速度方向是和初速度方向相同、相反還是不在同一條直線上。（2）求比值SKIPIF1<0的大小（用題中字母表示）；（3）“快中子”和與“慢化劑”的原子核發(fā)生碰撞，變?yōu)椤奥凶印?。若剛開始時(shí)某“快中子”的動(dòng)能為1MeV，發(fā)生碰撞的是常用的減速劑氘，質(zhì)量為2SKIPIF1<0，設(shè)每次發(fā)生碰撞的氘原子初速都為零，經(jīng)過n次正碰，該“快中子”的動(dòng)能減少到“慢中子”的動(dòng)能附近（約為0.025eV），求：n的數(shù)值（SKIPIF1<012.(2023浙江北斗星聯(lián)盟模擬).硼中子俘獲治療技術(shù)（BNCT）是近年來國(guó)際腫瘤治療領(lǐng)域新興快速發(fā)展的精準(zhǔn)診療技術(shù)，其原理是進(jìn)入癌細(xì)胞內(nèi)的硼原子核SKIPIF1<0吸收慢中子，轉(zhuǎn)變?yōu)殇囋雍薙KIPIF1<0和粒子，并釋放出γ光子。已知硼原子核的比結(jié)合能為E1，鋰原子核的比結(jié)合能為E2，γ光子的能量為E3，這個(gè)核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損為Δm，普朗克常量為h，真空中的光速為c、則下面正確的是（）A.該核反應(yīng)方程為SKIPIF1<0B.γ光子的波長(zhǎng)為SKIPIF1<0C.α粒子的結(jié)合能為SKIPIF1<0D.α粒子的比結(jié)合能為SKIPIF1<013.（2023河南洛陽(yáng)等4市三模）在核物理中，衰變是原子核的自發(fā)變化；用人工的方法使原子核發(fā)生變化屬于人工核轉(zhuǎn)變；把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱為核裂變；把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱為核聚變。下列核反應(yīng)方程中，屬于核聚變的是（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<014.（2023湖南二輪復(fù)習(xí)聯(lián)考）硼中子俘獲療法（BNCT）是將與癌細(xì)胞有很強(qiáng)親和力的含同位素硼SKIPIF1<0的化合物引入體內(nèi)，迅速聚集于癌細(xì)胞內(nèi)，然后用被正常組織慢化的熱中子與硼-10發(fā)生核反應(yīng)，生成SKIPIF1<0粒子和鋰核SKIPIF1<0，釋放SKIPIF1<0光子，殺死腫瘤細(xì)胞的治療方法.已知核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損為SKIPIF1<0，一個(gè)SKIPIF1<0光子的能量為SKIPIF1<0，普朗克常量為SKIPIF1<0，真空中光速為SKIPIF1<0.若核反應(yīng)產(chǎn)生的能量全部以光子的形式釋放，則（）A.SKIPIF1<0光子有很強(qiáng)電離能力B.硼中子俘獲療法的核反應(yīng)方程為SKIPIF1<0C.SKIPIF1<0射線的波長(zhǎng)為SKIPIF1<0D.一次核反應(yīng)釋放SKIPIF1<0光子的個(gè)數(shù)為SKIPIF1<015（2023湖北宜昌重點(diǎn)高中質(zhì)檢）1932年，查德威克用未知射線轟擊氫核，發(fā)現(xiàn)這種射線是由質(zhì)量與質(zhì)子大致相等的中性粒子(即中子)組成。如圖所示，中子以速度v0分別碰撞靜止的氫核和氮核，碰撞后氫核和氮核的速度分別為v1和v2。若碰撞為彈性正碰，氮核質(zhì)量是氫核質(zhì)量的14倍，不考慮相對(duì)論效應(yīng)，下列說法正確的是A.v2小于v1B.v2大于v0

C.D.碰撞后氮核的動(dòng)能比氫核的小v3mv0=mv1+mv312mv02=12mv12+12mv32v1=v0v4mv0=14mv2+mv4A.X是SKIPIF1<0 B.X比結(jié)合能小于SKIPIF1<0C.中微子SKIPIF1<0的能量由質(zhì)子數(shù)減少轉(zhuǎn)變而來 D.再經(jīng)過SKIPIF1<0，現(xiàn)有的原子核X全部衰變17．（2023江蘇南通重點(diǎn)高中月考）有四個(gè)核反應(yīng)方程如下，下列說法正確的是（）①SKIPIF1<0

②SKIPIF1<0③SKIPIF1<0

④SKIPIF1<0A．①是核聚變，X1是SKIPIF1<0 B．②是核裂變，X2是SKIPIF1<0C．③是原子核的人工轉(zhuǎn)變，X3是SKIPIF1<0 D．④是核裂變，X4是SKIPIF1<0He18．（2023南京三模）用中子轟擊靜止的鋰核，核反應(yīng)方程為SKIPIF1<0。已知光子的頻率為v，鋰核的比結(jié)合能為SKIPIF1<0，氦核的比結(jié)合能為SKIPIF1<0，X核的比結(jié)合能為SKIPIF1<0，普朗克常量為h，真空中光速為c、下列說法中正確的是（）A.X核為SKIPIF1<0核 B.SKIPIF1<0光子的動(dòng)量SKIPIF1<0C.釋放核能SKIPIF1<0 D.質(zhì)量虧損SKIPIF1<019.(2023河北臨考信息卷)2023年1月，“中國(guó)超環(huán)”成為世界上首個(gè)實(shí)現(xiàn)維持和調(diào)節(jié)超過1000秒的超長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)脈沖的核反應(yīng)堆。其核反應(yīng)方程為SKIPIF1<0。已知SKIPIF1<0的質(zhì)量為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0的質(zhì)量為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0的質(zhì)量為SKIPIF1<0，反應(yīng)中釋放出γ光子，下列說法正確的是A．該核反應(yīng)在高溫高壓下才能發(fā)生，說明該核反應(yīng)吸收能量B．X是中子，該核反應(yīng)為核聚變反應(yīng)C．γ光子來源于核外電子的能級(jí)躍遷D．X的質(zhì)量為SKIPIF1<020.（2023云南師大附中模擬）中國(guó)首臺(tái)“華龍一號(hào)”核電機(jī)組于2020年11月份并網(wǎng)發(fā)電，該核電技術(shù)安全指標(biāo)和技術(shù)性能達(dá)到了國(guó)際三代核電技術(shù)的先進(jìn)水平，具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)比較優(yōu)勢(shì)，具備完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，其核反應(yīng)堆中的反應(yīng)方程為SKIPIF1<0，下列說法正確的是（）A.反應(yīng)是衰變反應(yīng)B.反應(yīng)過程中吸收能量C.任何體積的SKIPIF1<0都能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)D.SKIPIF1<0結(jié)合能比SKIPIF1<0結(jié)合能小21.（2023河北九師聯(lián)盟質(zhì)檢）鈾核裂變的產(chǎn)物是多樣的，一種典型